Weitere Aspekte. Informationsintegration. Informationsintegration: Probleme. ƒ Informationsintegration ƒ Metdadaten ƒ Sicherheit ƒ Zahlungssysteme

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1 Weitere Aspekte ƒ Informationsintegration ƒ Metdadaten ƒ Sicherheit ƒ Zahlungssysteme Vorlesung Internet-Datenbanken 9-1 Informationsintegration ƒ Kombination von Daten aus verschiedenen Quellen in einer globalen (virtuellen) Datenbank und Ableitung von Informationen ƒ Ansätze Föderierte Datenbanken Data Warehouses Mediatoren ƒ Anwendungen Informationsagenten OLAP, Data Mining,... Vorlesung Internet-Datenbanken 9-2 Informationsintegration: Probleme ƒ Probleme durch Heterogenität der Quellen ƒ Szenario: Quelle #1 Cars (serialno, model, color, autotrans, cdplayer,...) Quelle #2 Autos (serial, model, color) Options (serial, option) Vorlesung Internet-Datenbanken 9-3 1

2 Informationsintegration: Probleme ƒ unterschiedliche Datentypen Seriennummer als Zeichenkette oder Integer- Wert ƒ unterschiedliche Werte Farbe als BLACK und BL ƒ semantische Unterschiede LKWs in Cars, nur PKWs in Autos ƒ fehlende Werte Automatik/Handschaltung nicht angegeben in Quelle #1 Vorlesung Internet-Datenbanken 9-4 Mediatoren: Prinzip ƒ Bereitstellung einer integrierten Sicht über verschiedene heterogene Informationsquellen (Datenbanken, semistrukturierte Quellen) ƒ Quellen mit unterschiedlichen und eingeschränkten Anfrageschnittstellen ƒ Nutzung von gebietsspezifisches Wissen zur Auswahl der Quellen und der Beantwortung der Anfragen Aggregierungen, Abstraktionen, Datenbereinigung Einbeziehung von Semantik Vorlesung Internet-Datenbanken 9-5 Mediatoren: Prinzip Mediator Applikation Mediator Mediator Wrapper Wrapper Wrapper Vorlesung Internet-Datenbanken 9-6 2

3 Mediatoren: Aufgaben ƒ Auswahl der Quellen Auswahl der Datenbanken mit relevanten Daten erfordert Quellenbeschreibung (Inhalt, Fähigkeiten) ƒ Anfrageübersetzung Zerlegung in Teilanfragen für die einzelnen Quellen Transformation in lokale Anfragesprache ƒ Komposition der Ergebnisse Ergebnisse der Teilanfragen vereinigen (Fusion) Duplikate entfernen, Ranking normalisieren Vorlesung Internet-Datenbanken 9-7 Mediatoren: Ansätze ƒ Aufgabe: Abbildung zwischen Schemata der lokalen Quellen und der globalen Sicht ƒ Global As View Globales Schema als Sicht über Quellenschemata ƒ Local As View Lokale Schemata als Sichten über globales Schema Vorlesung Internet-Datenbanken 9-8 Wrapper ƒ Softwarekomponente zum Zugriff auf Quelle Realisierung einer Anfrageschnittstelle Verbergen der Heterogenität ƒ Beispiel: Mediator: y AutosMed (serialno, model, color, autotrans, dealer) y SELECT serialno, model FROM AutosMed WHERE color = "red" Wrapper für Quelle1: y SELECT serialno, model FROM Cars WHERE color="red" Wrapper für Quelle 2: y SELECT serial, model FROM Autos WHERE color="red" Vorlesung Internet-Datenbanken 9-9 3

4 Metadaten ƒ Überblick ƒ Resource Description Framework Modell und Syntax Schema Anwendungen ƒ Vokabulare PICS Dublin Core Vorlesung Internet-Datenbanken 9-10 Metadaten - Überblick ƒ Metadaten Informationen über andere Daten (Dokumente, Datensammlungen, Server) in einer Form, die Recherche, Retrieval und Nutzung der Primärdaten ermöglichen und erleichtern Kennzeichnung, Katalogisierung und Beschreibung zur automatisierten Verarbeitung erfordern Modellierung und Kodierung Vorlesung Internet-Datenbanken 9-11 Metadaten im Internet ƒ Motivation: Probleme bei der gezielten (Volltext-)Suche nach Dokumenten im Internet ƒ Qualität abhängig vom inhaltlichen und formalen Erschließungsgrad der Quellen, deren wissenschaftlichen Niveau, den Selektionskriterien sowie den Retrievalmodalitäten ƒ Metadaten können Erschließungsgrad steigern Retrievalmodalitäten verbessern und Selektionskriterien präzisieren Vorlesung Internet-Datenbanken

5 Metadaten im Internet ƒ Herausforderungen/Probleme Traditionelle Indexierungsmethoden nicht anwendbar Metadaten müssen von Autoren erstellt und maschinell verarbeitbar sein Standards für formale und inhaltliche Erschließung (Modelle, Syntax, Vokabulare) Vorlesung Internet-Datenbanken 9-13 Resource Description Framework (RDF) ƒ Technologie des W3C ƒ Graphenbasiertes Modell, das Internet- Ressourcen und deren Beziehungen untereinander beschreibt ƒ Syntax für Serialisierung von graphenbasierten Modellen ƒ Grundlage für Erstellung von Vokabularen (Schemaspezifikationssprache) Vorlesung Internet-Datenbanken 9-14 RDF: Modell ƒ Repräsentation von bezeichneten Eigenschaften und Werten (Attribute von Ressourcen) sowie von Beziehungen ƒ syntaxneutraler Mechanismus zur Repräsentation von RDF-Ausdrücken ƒ Nutzung zur Bestimmung von (semantischer) Äquivalzenz zwischen Ausdrücken ƒ Objekttypen: Ressourcen, Properties, Statements Vorlesung Internet-Datenbanken

6 RDF: Objekttypen ƒ Ressource Dinge, die durch RDF-Ausdrücke beschrieben werden bezeichnet durch URI (URL) Bsp.: Web-Seite, Elemente einer Seite, Sammlung von Web-Seiten ƒ Property Aspekt, Attribut oder Relation zur Beschreibung einer Ressource spezifiziert Bedeutung, erlaubte Werte, den Typ der beschriebenen Ressource sowie Beziehung zu anderen Properties Vorlesung Internet-Datenbanken 9-16 RDF: Objekttypen ƒ Statement Ressource + Property + Wert dieser Eigenschaft Subjekt, Prädikat, Objekt Objekt (Eigenschaftswert): Ressource, Literal ƒ Beispiel: Ora Lassila is the creator of the resource Vorlesung Internet-Datenbanken 9-17 RDF: Beispiel Subjekt (Ressource) Prädikat (Property) Objekt (Literal) Creator Ora Lassila Creator Ora Lassila Vorlesung Internet-Datenbanken

7 RDF: Syntax ƒ XML-Syntax ƒ Gruppierung in Description-Element ƒ Nutzung von XML-Namensräumen ƒ Beispiel: <rdf:rdf> <rdf:description about=" <s:creator>ora Lassila</s:Creator> </rdf:description> </rdf:rdf> Vorlesung Internet-Datenbanken 9-19 RDF: Schema ƒ Schema Deklaration der Eigenschaften (Attribute) und ihrer Semantik sowie der Ressourcen, die durch diese beschrieben werden ƒ RDF-Schema Schemaspezifikatíonssprache Typsystem (Klasse, Subklassen-Beziehung,...) Property-zentriert y Klassen kennen nicht ihre Attribute, aber Attribute kennen beschriebenen Klassen Vorlesung Internet-Datenbanken 9-20 RDF-Schema: Klassen und Ressourcen Resource Class rdfs:resource rdfs:class rdf:property rdfs:constraintproperty rdfs:literal Property rdf:type rdfs:subclassof rdfs:subpropertyof rdfs:comment rdfs:label rdfs:seealso rdfs:isdefinedby ConstraintProperty rdfs:range rdfs:domain Vorlesung Internet-Datenbanken

8 RDF-Schema: Beispiel rdfs:resource rdfs:class xyz:motorvehicle xyz:van xyz:truck xyz:passengervehicle xyz:minivan rdfs:subclassof rdf:type Vorlesung Internet-Datenbanken 9-22 RDF-Schema: Beispiel <rdf:description ID="MotorVehicle"> <rdf:type resource="#class" /> <rdfs:subclassof rdf:resource="#resource" /> </rdf:description> <rdf:description ID="PassengerVehicle"> <rdf:type resource="#class" /> <rdfs:subclassof rdf:resource="#motorvehicle" /> </rdf:description>... <rdf:description ID="MiniVan"> <rdf:type resource="#class" /> <rdfs:subclassof rdf:resource="#van" /> <rdfs:subclassof rdf:resource="#passengervehicle" /> </rdf:description> Vorlesung Internet-Datenbanken 9-23 RDF: Anwendungen ƒ Thesauri und bibliographische Klassifikationssysteme ƒ Web-Sitemaps ƒ Beschreibungen des Inhaltes von Web-Seiten ƒ Beschreibung von Gerätefähigkeiten ƒ Rating-Systeme ƒ Digitale Signaturen Vorlesung Internet-Datenbanken

9 PICS ƒ Platform for Internet Content Selection ƒ Ziele Finden von geeigneten Inhalten Unterdrücken von ungeeigneten oder ungewollten Inhalten ƒ Rating-Dienst: Kennzeichnung von Inhalten Self-rating Third-party rating Vorlesung Internet-Datenbanken 9-25 PICS ƒ Rating-Dienst definiert Dimensionen für Kennzeichnung, Skala für mögliche Werte und Beschreibung der Kriterien Bsp.: MPAA (US-Kino): G, PG, PG-13, R, NC-17 ƒ PICS-Rating-Dienst Spezieller Dokumententyp: application/pics-service definiert Kategorien Dimensionen) Vorlesung Internet-Datenbanken 9-26 PICS - Beispiel ((PICS-version 1.1) (rating-system " (rating-service " (icon "icons/gcf.gif") (name "The Good Clean Fun Rating System") (description "Everything you ever wanted to know about soap, cleaners, and related products. For demonstration purposes only.") (category (transmit-as "suds") (name "Soapsuds Index") (min 0.0) (max 1.0)) (category (transmit-as "density") (name "suds density") (label (name "none") (value 0) (icon "icons/none.gif")) (label (name "lots") (value 1) (icon "icons/lots.gif"))) Vorlesung Internet-Datenbanken

10 Dublin Core ƒ Satz von Erschließungsmerkmalen (Vokabular) zur Verbesserung des Retrievals digitaler Dokumente bei Internet-Recherchen ƒ Ziele: interdisziplinäre, eindeutige und intuitive Anwendung angesiedelt zwischen automatisch erstellten Suchindexen und von professionellen Anbietern erzeugten Katalogen Vorlesung Internet-Datenbanken 9-28 Dublin Core - Elemente ƒ Elemente als Metatags in Dokumenten ƒ Elementgruppen Content: Title, Subject, Description, Type, Source, Relation, Coverage Intellectual Property: Creator, Publisher, Contributor, Rights Instantiation: Date, Format, Identifier, Language Vorlesung Internet-Datenbanken 9-29 Dublin Core - Elemente ƒ Title: Name der Resource ƒ Creator: Verfasser, Urheber ƒ Subject: Thema, Urheber ƒ Description: Beschreibung, Abstrakt ƒ Publisher: Herausgeber, Verleger ƒ Identifier: URL, URN, ISBN ƒ Format: Datenformat, z.b. MIME ƒ Type: Kategorie (text, image, sound, data, software, interactive, physical object) Vorlesung Internet-Datenbanken

11 Dublin Core - Relationen ƒ Relation: Identifikation einer zweiten Ressource und die Art der Beziehung dazu Beziehungstypen: IsPartOf, HasPart, References, IsReferencedBy, Requires, IsRequiredBy Notation: Title="the present resource" Relation="relationship-type [space] unique identifier" Beispiel: Title="The Memory Remains" Creator="Metallica" Date="1997" Type="sound" Relation="IsPartOf ReLoad" Vorlesung Internet-Datenbanken 9-31 Dublin Core - Syntax ƒ Elemente sind optional und können mehrfach vorkommen ƒ Elemente können durch Qualifier präzisiert werden SCHEME: ISO-Norm, bibliographischen Normsatz, Datumsformat,... LANG: Sprache des Metatags SUB-ELEMENT: präzisiert Element ƒ Für jedes Element nur festgelegte Qualifier Vorlesung Internet-Datenbanken 9-32 Dublin Core in HTML ƒ DC integriert in HTML Elemente in Meta-Tag <META> y Syntax: DC.Element[.Subelement] y Beispiel: DC.Creator.PersonalName ƒ Mit <LINK> Verweise zu Informationen über die Metadatenelemente Vorlesung Internet-Datenbanken

12 Dublin Core in HTML - Beispiel <HTML> <HEAD><TITLE>Song of the Open Road</TITLE> <META NAME="DC.Title" CONTENT="Song of the Open Road"> <META NAME="DC.Creator" CONTENT="Nash, Ogden"> <META NAME="DC.Type" CONTENT="text"> <META NAME="DC.Date" CONTENT="1939"> <META NAME="DC.Format" CONTENT="text/html"> <META NAME="DC.Identifier" CONTENT=" </HEAD> <BODY><PRE> I think that I shall never see. A billboard lovely as a tree. Indeed, unless the billboards fall. I'll never see a tree at all. </PRE></BODY> </HTML> Vorlesung Internet-Datenbanken 9-34 Sicherheit ƒ Voraussetzung für Einsatz von Web- Anwendungen Vertraulichkeit der benutzerspezifischen Daten (Profil, Passwörter, Kreditkartendaten) keine Möglichkeit zur Manipulation bzw. zum Mißbrauch durch Dritte Vorlesung Internet-Datenbanken 9-35 Sicherheit ƒ Risiken Identifizierung von Teilnehmern, Maskerade unbefugtes Mitlesen oder Modifizieren von Informationen Bestreiten des Sendens bzw. Empfangens von Informationen Bekanntwerden vertraulicher Informationen wiederholtes Einspielen von Informationen (z.b. finanzieller Transaktionen) Vorlesung Internet-Datenbanken

13 Aspekte der Sicherheit ƒ Schutz von Hosts und Datenbankobjekten ƒ Verschlüsselung von Informationen ƒ Authentifizierung ƒ Digitale Signaturen ƒ Abrechnung, Durchführung finanzieller Transaktionen Vorlesung Internet-Datenbanken 9-37 Datenbanksicherheit ƒ Rechtevergabe Zugriffsrecht: (AutorisierungsID, DB-Ausschnitt, Operation) AutorisierungsID: interne Kennung eines Datenbanknutzers Datenbank-Ausschnitt: Relationen und Sichten DB-Operation: Lesen, Einfügen, Ändern, Löschen Vorlesung Internet-Datenbanken 9-38 Datenbanksicherheit ƒ Rechtevergabe in SQL grant Rechte on Tabelle to Benutzerliste [ with grant option ] Rechte-Liste: all bzw. Langform all privileges oder Liste aus select, insert, update, delete Tabelle: Relationen- oder Schemaname Benutzerliste: Autorisierungsidentifikatoren (auch public, group) spezielles Recht: Recht auf Weitergabe von Rechten (with grant option) Vorlesung Internet-Datenbanken

14 Datenbanksicherheit ƒ Beispiel: Autorisierung create view MeineAuftraege as select * from Auftrag where Kname = user; grant select, insert on MeineAuftraege to public; ƒ Jeder Benutzer kann seine Aufträge sehen und neue Aufträge einfügen (aber nicht löschen)! Vorlesung Internet-Datenbanken 9-40 Datenbanksicherheit ƒ Zurücknahme von Rechten revoke Rechte on Tabelle from Benutzerliste [restrict cascade] ƒ restrict: falls Recht bereits an Dritte weitergegeben: Abbruch von revoke ƒ cascade: Rücknahme des Rechts mittels revoke an alle Benutzer propagieren, die es von diesem Benutzer mit grant erhalten haben Vorlesung Internet-Datenbanken 9-41 Verschlüsselung: Grundlagen ƒ Übertragungssicherheit (Abhörsicherheit) von Informationen durch Verschlüsselung Kodierung mittels Geheiminformation (Schlüssel) die späteres Entschlüsseln ermöglicht ƒ Weitere Anwendungen Authentifizierung: y Kontrolle, ob jemand derjenige ist, der er zu sein vorgibt y Verwendung von Geheiminformationen (Passwort) Digitale Signaturen: y Unterschreiben von Dokumenten Vorlesung Internet-Datenbanken

15 Symmetrische Verfahren ƒ Private Key-Verfahren ƒ Kodierung der Nachrichten mit privatem Schlüssel ƒ Verfahren: DES (Data Encryption Standard) IDEA, RC4, RC5 ƒ sichere Kommunikation erst nach Austausch des Schlüssels außerhalb des Mediums möglich Vorlesung Internet-Datenbanken 9-43 Symmetrische Verfahren sicherer Übertragungsweg Absender(A) S priv S priv Empfänger(E) Dokument (Klartext) chiffrieren Dokument (chiffriert) dechiffrieren Dokument (Klartext) Vorlesung Internet-Datenbanken 9-44 Asymmetrische Verfahren ƒ Public Key-Verfahren ƒ jeder Teilnehmer besitzt Schlüsselpaar öffentlicher Schlüssel privater Schlüssel ƒ Nachricht, die mit einem Schlüssel chiffriert wurde, kann nur mit anderem Schlüssel dechiffriert werden ƒ Verschlüsselung: Chiffrieren mit öffentlichem Schlüssel des Empfängers ƒ Verfahren: RSA (Rivest, Shamir, Adleman): langsamer als DES (Faktor ) Vorlesung Internet-Datenbanken

16 Assymetrische Verfahren Absender(A) S E pub S E priv Empfänger(E) Dokument (Klartext) chiffrieren Dokument (chiffriert) dechiffrieren Dokument (Klartext) Vorlesung Internet-Datenbanken 9-46 Digitale Unterschrift ƒ Unterschreiben einer Nachricht ƒ Prinzip: Absender chiffriert Nachricht mit privatem Schlüssel Empfänger dechiffriert Nachricht mit öffentlichem Schlüssel des Senders Reduzierung des Aufwandes: y Ableitung einer Signatur (Digest) aus Nachricht und anschließende Verschlüsselung ƒ Verfahren: MD4, MD5 Vorlesung Internet-Datenbanken 9-47 Zertifizierung ƒ Beglaubigung von öffentlichen Schlüsseln durch Zertifizierungsstelle ƒ Zertifikat: Name Schlüssel von Zertifizierungsstelle digital unterzeichnet ƒ Prüfung mittels öffentlichem Schlüssel der Zertifizierungsstelle Vorlesung Internet-Datenbanken

17 Zahlungssysteme: Überblick ƒ E-Commerce-Anwendungen ƒ Realisierung sicherer finanzieller Transaktionen (z.b. mit Kreditkarten) ƒ Bezahlen mit Kleinstbeträgen im Internet (Micro Payment) ƒ Aspekte Vertraulichkeit von Informationen Integrität von Zahlungen Identität der beteiligten Partner Vorlesung Internet-Datenbanken 9-49 SET: Secure Electronic Transaction ƒ Industriestandard zur Kreditkartenzahlung im Internet ƒ im Auftrag und unter Beteiligung von Visa und MasterCard entwickelt ƒ Abbildung der Transaktionen einer Kreditkartenzahlung ƒ Nutzung von Zertifikaten digitalen Unterschriften Verschlüsselungstechniken Vorlesung Internet-Datenbanken 9-50 SET: Prinzip ƒ Anforderung: Gewährleistung der Zahlungssicherheit Geheimhaltung der Karteninfos durch Händler Authentifizierung des Händlers Gültigkeit der Karte Authentifizierung des Karteninhabers ƒ Partner: kartenausgebende Bank (Issuer) Händlerbank (acquirer) ƒ Transaktionen: Bestellung, Abrechnung, Autorisierung Vorlesung Internet-Datenbanken

18 SET: Prinzip ƒ Kreditkarteninformationen in digitalem Umschlag Händler kann Informationen nicht lesen Kreditkarteninfos DESverschlüsselt RSA-verschlüsselt (öff. Schlüssel der Händlerbank) RSA-verschlüsselt (öff. Schlüssel des Empfängers) Bestellung DES-Schlüssel digitaler Umschlag Vorlesung Internet-Datenbanken 9-52 SET: Ablauf einer Bestellung 1. Initialisierungsnachricht von Kunden an Händler: Kaufwunsch 2. Antwort mit Zertifikaten: eigener RSA-Schlüssel + öffentlicher Schlüssel der Händlerbank 3. Kunde: Prüfung der Zertifikate Verschlüsselung der Bestellung mit DES-Schlüssels Verpacken der Kreditkarteninfos in digitalem Umschlag mit öffentlichem Schlüssel der Händlerbank Vorlesung Internet-Datenbanken 9-53 SET: Ablauf einer Bestellung 4. Händler Auspacken des DES-Schlüssels mit privatem RSA-Schlüssel Dekodierung der Bestellung Weiterleitung der verschlüsseltem Kreditkarteninfos an Bank Empfang der Autorisierung Vorlesung Internet-Datenbanken

19 SET: Ablauf Kunde 1 Internet Händler Zertifizierungsstelle 2 3 (1) Bestellung (2) Autorisierung (3) Abrechnung Kundenbank 2 3 Banken-Netzwerk Händlerbank Vorlesung Internet-Datenbanken 9-55 Micro Payment ƒ Online-Zahlung von Kleinstbeträgen im Internet (Pfennigbruchteile bis wenige DM) ƒ Anwendung: Zahlung mittels Karte oder Rechnung zu aufwendig Systeme mit hohem Durchsatz (10 Mill. Transakt./Tag) ƒ Elektronisches Geld zur Bezahlung von Online-Artikeln Anfragen an Datenbanken oder Suchmaschinen Software-Downloads Vorlesung Internet-Datenbanken 9-56 Micro Payment ƒ Prinzipien direkter Münztransfer y virtuelle Münzen y händler- oder institutsbezogen Schattenkonto bei Institut ƒ Projekte Millicent (Digital) ecash (Deutsche Bank) Cybercash (Dresdner Bank, Cybercash) Vorlesung Internet-Datenbanken

20 Millicent ƒ Rollen: Kunde mit Millicent-Wallet (elektronische Geldbörse) Händler: y unterhält für definierten Zeitraum Scrip-Konto für jeden Kunden Broker: y Instanz zum Kauf/Verkauf von Scrips (Provider, Bank) y übernimmt Tausch von Geld für verschiedene Händler kein Sammeln von Händler-Scrips notwendig ƒ keine zentrale Kontoführungseinrichtung Vorlesung Internet-Datenbanken 9-58 Millicent ƒ Scrips: elektronisches, virtuelles Geld verschlüsselte Nachricht mit Account, Kontostand, Verfallsdatum definieren vorausbezahlten Wert Gültigkeit für Zahlung mit einem bestimmten Händler Händler kann Gültigkeit selbst prüfen Vorlesung Internet-Datenbanken 9-59 Millicent: Ablauf 1. Kunde kauft beim Broker Scrips für bestimmten Händler Broker kann bei Händler Scrips kaufen Bezahlung: Ecash, Kreditkarte, Telefonrechnung 2. Broker sendet Händler-Scrip und Wechsel-Scrip (Broker-Scrip) an Kunden 3. Kunde bezahlt Produkt mit Händler-Scrips Händler sendet Produkt und Wechsel-Scrip (Händler- Scrip) 4. Weitere Käufe bei diesem Händler möglich Vorlesung Internet-Datenbanken

21 CyberCash ƒ Internet-Zahlungssystem (Dresdner Bank, Sachsen LB) ƒ Unterstützte Zahlungsverfahren edd: electronic direct debit (Lastschriftverfahren) Kreditkarte CyberCoins (Schattenkonto) ƒ Komponenten Kunden-Wallet CashRegister (Händler) CyberCash Gateway-Server Vorlesung Internet-Datenbanken 9-61 CyberCash ƒ CyberCoins := keine Münzen, sondern Kontostandsanzeige für Schattenkonto bei einer Bank ƒ Prinzip Kunde erhält digitale, verschlüsselte Ware Empfang des Schlüssels zum Auspacken erst nach vollständiger Bezahlung ƒ Anwendungsbereiche: digitale Waren (Software, Bilder,...) Vorlesung Internet-Datenbanken